[发明专利]半导体模块

说明书

半导体模块（10）包括：半导体器件（14）；衬底（12），半导体器件（14）在其上附连；模塑包封（42），半导体器件（14）和衬底（12）模塑到其内；至少一个功率端子（24），其部分模塑到包封（42）内并且从包封（42）突出，该功率端子（24）与半导体器件（14）电连接；和包封的电路板（30），其至少部分模塑到包封（42）内并且在衬底（12）的延伸方向（E）上在衬底（12）上突出，其中包封的电路板（30）包括用于销（40）的至少一个插座（38），该插座（38）经由包封的电路板（30）而与半导体器件（14）的控制输入（36）电连接（图1）。

技术领域

本公开涉及功率半导体封装的领域。特别地，本公开涉及半导体模块。

背景技术

包含例如IGBT或功率MOSFET等固态开关器件的功率半导体模块在各种功率电子应用中使用来开关电流或对电流整流。重要且增长快速的应用是电动或混合电动车辆的转换器系统。对于这样的应用的典型的六组模块（包含具有两个半导体开关的三个半桥）可能具有多至1200V的额定电压和几百A的额定电流。

除功率半导体模块连接到AC（例如马达）和DC（例如电池）侧所凭借的高电流功率端子外，六组或半桥功率半导体模块通常还具有若干辅助端子用于连接到栅极驱动器板，其包含控制功率半导体模块中的不同半导体器件和/或可检测故障情形的驱动器电路。典型的六组功率半导体模块可具有每半桥多至十个这样的辅助连接，对于全六组逆变器模块是30个连接。

常用于辅助端子连接的技术是螺纹连接、焊销连接（solder pin connection）和压配合连接。

尤其用于汽车功率模块的另一个优选技术方案是环氧树脂模塑封装，其可以在高温能力、耐湿性、成本和高容量可制造性方面有益。

遗憾地是，用于这样的半导体封装的常见环氧树脂模塑工艺（转移和环氧树脂模塑）与如在基于外壳的功率半导体模块中的从功率半导体模块垂直伸出的销不兼容。

转移模塑功率模块（在模块的侧面具有用于功率和辅助连接的引线架端子）通常具有相当长的辅助连接，其可能隐含了较大电感和不太有利的开关行为。此外，如果单个引线架要用于功率和辅助端子（其关于功率模块的制造有优势）两者，则昂贵的压配合材料（例如CuNiSi）必须也用于功率端子，而否则功率端子可以由较便宜的铜材料制成。

WO 2014 166692 A1和US 2009 146272 A1示出对于模塑到模塑包封的顶侧内的压配合销具有插座的半导体模块。

发明内容

本公开的目的是提供简单且经济地制造半导体模块。

该目的由独立权利要求的主旨实现。另外的示范性实施例从从属权利要求和下列描述显而易见。

本公开涉及（功率）半导体模块。半导体模块可以视为器件，其包括一个或多个（功率）半导体器件（例如二极管、晶体管、晶闸管）连同机械支承且电互连这些一个或多个半导体器件的另外的构件。功率半导体模块以及功率半导体器件可以适于处理超过10A和/或超过100V的电流。

半导体模块可以在汽车应用中使用，例如客车、摩托车、公共汽车、卡车和/或充电站。此外，半导体模块可以在所有其他种类的车辆中使用，例如（越野）工程车辆。

根据本公开的实施例，半导体模块包括：半导体器件；衬底，在其上附连半导体器件；模塑包封，半导体器件和衬底模塑到该模塑包封内；至少一个功率端子，其部分模塑到包封内并且从包封突出，该功率端子与半导体器件电连接；和包封的电路板，其至少部分模塑到包封内并且在衬底的延伸方向上在衬底上突出，其中电路板包括用于销的至少一个插座，该插座经由电路板而与半导体器件的控制输入电连接。

半导体器件可以是或可以包括一个或多个半导体开关（例如晶闸管或晶体管），其可以在一个或多个芯片上提供。通常，半导体器件/芯片具有平面主体和/或其中一侧接合（例如焊接或烧结）到衬底。